1 / 23

Muon levensduur meting

Relativiteitstheorie en Zwakke wisselwerking. Muon levensduur meting. levensduur: 2,2 µs *. afstand: 2,2·10 -6 · 3,0·10 8 = 660m.  10 km . ?. Paradox: muon kan de aarde niet bereiken . * t ½ =1,56 µs. Kosmische straling

oprah
Download Presentation

Muon levensduur meting

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Relativiteitstheorie en Zwakkewisselwerking Muonlevensduurmeting

  2. levensduur: 2,2 µs * afstand: 2,2·10-6 · 3,0·108 = 660m  10 km  ? Paradox: muonkan de aardenietbereiken. * t½=1,56 µs

  3. Kosmischestraling • Historie van Levensduurmeting; o.a. filmfragment • Experimenten Twee muonbalken Levensduurmeting • PWS levensduurmeting en relativiteit. • HiSPARC, JSL-Leiden, NLT –module, NiNa-module Overzicht van de presentatie

  4. http://www.scivee.tv/node/2415 Meten van muonen

  5. proton of ijzerkernalsprimairdeeltjeenergie tot 1020eVo.a. muonenalssecundairedeeltjeseerste km’s kettingreactie muonverval µ-→νµ+ ῡ e+ e- maximalecreatie op ≈10km hoogteE0=105Mev q = -1e Etot=103MeV ( v=0,995·c ) Kosmischestraling Ontdekkingen

  6. 2km 114 Muonen gemeten op 2km hoogte en vervolgens op zeeniveau. Vanwege beperkte levensduur verwacht je een grote reductie: een factor 10-4 . Klassiek: v=0,98c Afstand =2,0·103 m t= 2,0·103 / (0,98·108 m/s) t =2,0·10-5s = 13,1· t½ overlevers: I/I0 = 2-13,1 = 1,14·10-4 Historie: muon experiment 1941

  7. Historie: muon experiment 1941 2km 165000 Relativistisch v=0,98·c γ=5,0 t½ = 5,0·1,56=7,8μs t =2,0·10-5s = 2,6· t½ overlevers: I/I0 = 2-2,6 = 0,165 7 Muonen gemeten op 2km hoogte en vervolgens op zeeniveau. Vanwege beperkte levensduur verwacht je een grote reductie: een factor 10-4 . Op zeeniveau blijven er echter veel meer over.

  8. Lorentztransformatie Rekenvoorbeelden: leerlingen kunnen dat goed

  9. Levensduurmeting Opeenvolgende pulsen. 1 µs/div één muon, 2 signalen: • muon detectie • muon verval Δt is verblijftijd in de scintillator meer dan 103 metingen Hoe bepaal je de levensduur?

  10. Hoe gaat het detecteren in zijn werk

  11. Hoe gaat het detecteren in zijn werk 12

  12. Hoe gaat het detecteren in zijn werk 13

  13. Hoe gaat het detecteren in zijn werk 14

  14. Hoe gaat het detecteren in zijn werk 15

  15. Realistische meting Bin = tijd interval van het histogram (vergelijk planck kromme)

  16. Onderzoeken met 2 muonbalkenvoor bijvoorbeeld 1 dag of dagdeel●Snelheidsmeting● Looptijd van licht● Richtingbepaling● Toevallige coïncidenties● ……………………………

  17. 1e voorbeeld. Nulmeting.Maximaal aantal muonen detecteren.

  18. 2e voorbeeld: spreiding. Afstand tussen balken vergroten.

  19. 3e voorbeeld: negatieve looptijden Verklaring?Experimenteer met extreme situaties Scintillator 1 Scintillator 1 PMT 2 PMT 1 PMT 1 • Scintillator 2 Lengte scintillator: 1,3m (balk: 1,6m) Afstand tussen balk 1 en 2: 2m PMT 2 • Scintillator 2

  20. 4e voorbeeld. Hoekverdeling ●Plaats de detectoren op verschillende afstanden, bijvoorbeeld zoals aangegeven in de tabel hieronder en kies de meettijd zo lang dat je 150 tot 200 detecties hebt. ●Leidt uit deze meetseries af wat de hoekverdeling is van binnenkomende muonen. ●Misschien heb je een betere opzet voor deze onderzoeksvraag. Noteer je suggesties voor verbeteringen.

  21. PWS onderzoek 2km 165000 I. muon levensduur één muon, 2 signalen: Levensduur bepalen uit een histogram. II. Tijdsdilatatie bepalen door geraffineerd experiment. Relativistisch v=0,98·c γ=5,0 t½ = 5,0·1,56=7,8μs t =2,0·10-5s = 2,6· t½ Overlevers: I/I0 = 2-2,6 = 0,165

  22. Afsluiting JSL in Leiden Aartjan van Pelt avpelt@nikhef.nl Henk Buismanbuisman@Physics.LeidenUniv.nl Nikhef Amsterdam Aartjan van Pelt avpelt@nikhef.nl Marcel Vreeswijk h73@nikhef.nl http://betavak-nlt.nl/les/modules_v/gecertificeerd/Kosmische_straling/ http://www.nieuwenatuurkunde.nl/disclaimer/28 http://www.hisparc.nl/over-hisparc/kosmische-lawines/ http://www.hisparc.nl/docent-student/astrodeeltjesfysica/

More Related